In Photovoltaikanlagen spielt die Maximierung der Energieausbeute eine zentrale Rolle. Doch wie gelingt es, dass Solarmodule unter wechselnden Bedingungen stets ihre maximale Leistung erbringen? Hier kommt der MPP-Tracker ins Spiel. In diesem Beitrag zeigen wir Ihnen, was ein MPP-Tracker ist und wie er funktioniert.
Das Wichtigste zuerst
- Der MPP-Tracker maximiert die Energieausbeute von PV-Anlagen, indem er den optimalen Betriebspunkt (Maximum Power Point) kontinuierlich berechnet.
- MPP-Tracker sind in einige Wechselrichter integriert und arbeiten dynamisch.
- Sie gleichen Schwankungen bei Sonneneinstrahlung oder Temperatur aus.
- Eine wichtige Funktion des MPP-Trackers ist das Verschattungsmanagement, mit dem die PV-Anlage auch bei Teilverschattung maximale Leistung erzielt.
- Es gibt verschiedene Verfahren zur Nutzung von MPP-Trackern, wie die Spannungserhöhungs- und Lastsprungverfahren.
Was ist ein MPP-Tracker? (FS)
Ein MPP-Tracker ist eine elektronische Komponente von Photovoltaikanlagen, die den Punkt der maximalen Leistung (Maximum Power Point) ermittelt und hält. Er stellt sicher, dass die PV-Anlage stets die maximale Energieausbeute erreicht.
Das Maximum Power Point Tracking maximiert die Effizienz der Photovoltaikanlage und stellt sicher, dass sie unter allen Bedingungen ihre höchste Leistung erbringt. Er passt den Punkt maximaler Leistung kontinuierlich an. Damit verhindert er, dass Energie trotz wechselnder Lichtverhältnisse und Temperaturen verloren geht. So steigert der MPP-Tracker die Energieausbeute und macht die Anlage wirtschaftlicher und leistungsfähiger.
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Wie funktioniert ein MPP-Tracker?
Die Funktionsweise eines MPP-Trackers besteht in der kontinuierlichen Überwachung der Strom-Spannungs-Kennlinie der Solarmodule. Er identifiziert den Punkt maximaler Leistung und passt die Spannung und den Strom dynamisch an.
Strom-Spannungs-Kennlinie und maximale Leistung bei hoher Einstrahlung (blau) und geringer Einstrahlung (rot)
Das Bild zeigt die Strom-Spannungs-Kennlinie von Solarmodulen bei unterschiedlicher Sonneneinstrahlung. Diese Kennlinie stellt dar, wie sich der Strom (in Ampere) in Abhängigkeit von der Spannung (in Volt) verhält.
Der Maximum Power Point (MPP) ist dabei der Punkt, an dem das Produkt aus Strom und Spannung die höchste Leistung erzielt. Bei hoher Sonneneinstrahlung (blaue Linie) liegt der MPP weiter rechts und oben auf der Kurve. Bei geringerer Einstrahlung (rote Linie) ist der MPP nach links und unten verschoben.
Diese Darstellung verdeutlicht, dass der MPP je nach Einstrahlungsstärke variieren kann. Der Tracker erkennt diese Änderungen in Echtzeit und passt die Betriebsbedingungen entsprechend an.
Wie wird ein MPP-Tracker in ein PV-System integriert?
Der MPP-Tracker ist meist im Wechselrichter eingebaut. Dadurch kann er die Betriebsbedingungen der Solarmodule direkt überwachen und anpassen. Diese Integration vereinfacht die Maximierung des PV-Ertrags, da der Wechselrichter ohnehin die erzeugte Energie in nutzbaren Strom umwandelt.
In autarken Systemen ist der MPP-Tracker meist im Laderegler integriert. Ziel ist die Optimierung der Effizienz beim Laden des PV-Speichers.
Wann sind mehrere MPP-Tracker sinnvoll?
Besteht die PV-Anlage aus unterschiedlich ausgerichteten oder leistungsstarken PV-Modulen, sind mehrere MPP-Tracker sinnvoll. Dadurch kann jeder Tracker den optimalen Punkt maximaler Leistung für die ihm zugeordneten Module finden. Das erhöht die Effizienz der gesamten Anlage, da die Module unabhängig voneinander arbeiten und ihre jeweilige maximale Energie erzeugen.
Mehrere MPP-Tracker sind besonders bei Anlagen mit Teilverschattung oder verschiedenen Dachneigungen vorteilhaft. Sie minimieren Energieverluste, was zu einem höheren Ertrag führt.
Kann ich MPP-Tracker nachrüsten?
Sie können MPP-Tracker in älteren Solaranlagen nachrüsten. Dabei sollten Sie darauf achten, dass der neue Tracker mit Ihrem bestehenden System kompatibel ist. Prüfen Sie, ob der Wechselrichter den MPP-Tracker unterstützt oder ob Sie einen separaten Laderegler benötigen. Achten Sie zudem auf die richtige Anzahl an Trackern, besonders wenn Ihre Anlage aus unterschiedlich ausgerichteten Modulen besteht.
Welche Verfahren gibt es beim MPP-Tracking?
Hier sind die gängigen Verfahren beim MPP-Tracking:
Spannungserhöhung: Der MPP-Tracker erhöht schrittweise die Spannung der Solarmodule. Wenn die Leistung steigt, macht er weiter. Wenn die Leistung fällt, ändert er die Richtung. So findet er den Punkt, an dem die Module die meiste Energie erzeugen.
Lastsprungverfahren: Der Tracker ändert die Last der Module und misst die Leistung. Wenn die Leistung steigt, behält er die Richtung bei. Sinkt die Leistung, ändert er die Richtung. So sucht er nach dem besten Punkt für maximale Energie.
Steigende Konduktanz: Der Tracker vergleicht den Leitwert der Module. Er misst, wie sich der Leitwert verändert. Wenn die Änderung null ist, hat er den Punkt maximaler Leistung gefunden.
Konstante Spannung: Der Tracker misst die Leerlaufspannung der Module. Dann setzt er die Spannung auf einen festen Wert, der nahe am Punkt maximaler Leistung liegt. So hält er die Module immer in einem guten Bereich.
Temperaturverfahren: Der Tracker misst die Temperatur der Module. Mit einem Algorithmus berechnet er die optimale Spannung und den besten Strom basierend auf der Temperatur.
Was sind die Nachteile eines MPP-Trackers?
Ein MPP-Tracker kann bei schnellen Änderungen der Sonneneinstrahlung nicht sofort den optimalen Punkt finden, zum Beispiel bei plötzlicher Wolkenbildung. Das führt kurzfristig zu Leistungseinbußen. Außerdem ist der Tracker oft nur auf einen Maximum Power Point ausgerichtet. Bei Teilverschattung von Solarmodulen kann er dadurch nicht immer den bestmöglichen Punkt für alle Module finden. Das kann die Leistung der gesamten Anlage reduzieren.
Ein weiterer Nachteil ist, dass MPP-Tracker in sehr komplexen Anlagen manchmal nicht ausreichend flexibel sind. Das gilt besonders bei stark unterschiedlicher Ausrichtung der Solarmodule. Die zusätzliche Elektronik kann in einigen Fällen die Gesamtkomplexität des Systems erhöhen, was potenziell mehr Fehlerquellen schafft.
Alternativ können Sie Moduloptimierer oder Mikrowechselrichter einsetzen. Diese Technologien ermöglichen die individuelle Optimierung jedes Solarmoduls. So können Sie auch bei Teilverschattung oder ungleichen Bedingungen die maximale Leistung erzielen. Diese Lösungen sind oft teurer, bieten aber eine bessere Leistungskontrolle und Flexibilität.
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